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【细胞】:科学家首次发现,TRPC5竟能同时调节食欲、肥胖、焦虑和产后抑郁!

2024-07-05健康

*仅供医学专业人士阅读参考

觅食、自我保护、社会化合作、照顾后代等先天或本能行为都被写进生物的DNA里。

下丘脑神经回路参与调节包括进食、睡眠、攻击、母性照顾等行为的启动和维持,通过感知内部状态和外部条件的变化,选择最适应的行为反应。但是迄今为止,我们还不能完整地整合内部神经回路和外部感官线索对先天行为的调控机制。

瞬时受体电位(TRP)蛋白可以将感觉刺激转换成电信号,是外部环境和内部神经回路建立连接的关键

。在贝勒医学院徐勇研究团队与剑桥大学的Sadaf Farooqi研究团队发表的最新研究结果中,

他们发现

TRPC5在调节人类生存所必需的先天行为中发挥着关键作用

研究结果证明,

TRPC5缺失的男性表现出觅食、肥胖、焦虑和自闭症表型,而TRPC5缺失的女性患有严重产后抑郁症

。进一步研究表明,

TRPC5的调节作用是通过下丘脑Pomc神经元和OXT神经元介导的

研究发表在【细胞】杂志上。

在两名无血缘关系的欧洲男孩身上,研究人员发现他们有一些相似的行为特征。这两名男孩都患有严重肥胖,在儿童时期表现出极端的觅食和食物囤积行为,攻击性和适应不良行为明显,并且都具有自闭症特征,注意力、焦虑/抑郁评分很高,长期(甚至48小时)保持清醒状态。

他们的父亲都没有肥胖症或行为障碍,而母亲不仅患有肥胖症,还都经历了严重的产后抑郁症。研究显示,两名男孩具有Xq23染色体的微缺失,

携带有来自母亲的Trpc5基因缺失

。通过调查其他984名严重儿童期肥胖症患者的外显子测序数据,研究人员发现

Trpc5变异患者多有暴食症和觅食、食物囤积行为

,而在普通人群中,Trpc5变异也与BMI增加有关。

为了进一步调查Trpc5突变与肥胖和行为表型的关系,研究人员构建携带人类Trpc5变异的小鼠模型。高脂饮食喂养下的模型小鼠表现出体重和脂肪量显著增加,能量消耗减少,出现暴食和食物囤积行为,并且焦虑样行为增加,社交性降低,攻击性行为增加。

Trpc5缺失对雌性小鼠的影响更深。雌性模型小鼠在与野生型雄性小鼠交配、生产后,对幼崽的遗弃行为明显增加,也并不积极找回幼崽(表现为寻回等待时间增加,寻回次数减少),梳理、筑巢等母性行为也有显著降低。在产后第12天,研究人员还检测到催乳素释放严重受损。同时,雌性小鼠表现出明显的焦虑样行为和快感缺乏。

人源性Trpc5缺失雄性小鼠的代谢和行为表型

在下丘脑弓状核中,91%的Pomc神经元表达TRPC5。一般情况下,Pomc神经元经瘦素和血清素激活,可以抑制小鼠食物摄入,但是Pomc中TRPC5缺失导致小鼠出现暴食症和肥胖症。

除了Pomc神经元之外,下丘脑视交叉上核(PVH)中的OXT神经元也有大量TRPC5表达。同样,OXT神经元中的TRPC5缺失会导致小鼠食物摄入量增加,肥胖表型要比人源化Trpc5缺失小鼠更严重。行为测试还发现了小鼠焦虑样行为增加和社交能力受损,雌性小鼠产后抑郁加重。恢复OXT神经元的TRPC5表达可以减少小鼠的焦虑和产后抑郁,食物摄入和肥胖也得到改善。

Trpc5缺失影响Pomc介导的厌食效应

综合研究结果,研究人员认为,人类TRPC5缺失会导致男性出现觅食和食物囤积行为,还会导致肥胖、焦虑和自闭症,女性出现产后抑郁症。TRPC5在调节人类生存所必需的先天行为方面发挥着关键的调节作用。

参考文献:

Li Y, Cacciottolo T M, Yin N, et al. Loss of transient receptor potential channel 5 causes obesity and postpartum depression[J]. Cell, 2024.

本文作者丨王雪宁